| 研究課題/領域番号 |
10555213
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
大谷 文章 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (80176924)
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| 研究分担者 |
魚崎 浩平 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20133697)
古南 博 近畿大学, 理工学部, 講師 (00257966)
池田 茂 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (40312417)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1998年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
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| キーワード | 懸濁半導体粉末 / 光触媒反応 / 超短パルスレーザ / 酸化チタン / アナタース / ルチル / 電子-正孔再結合 / 再結合速度定数 / 光触媒活性 / ポンプ-プローブ法 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、再結合のない極限の光触媒活性をもつ半導体触媒を調製する手法、および、活性支配因子を定量的に評価する技術を確立することにある。申請者らは、光触媒反応活性が表面積と結晶化度によって決まることを明らかにしてきた。表面積は、反応基質の吸着量を、一方、半導体の結晶化度は、結晶欠陥における再結合の度合いを決定する。結晶化度と表面積は互いに密接に関係するため、同時に最適化することは難しく、高活性化の戦略は単純ではない。たとえば、表面積を増加させて基質吸着量を増すことを目的として粒子径の小さいものを作ると、結晶化度が低いために、結果として低活性になる。申請者らは「大表面積かつ高結晶性」の酸化チタンを調製する新規手法を開発し、得られた酸化チタンが予想どおり高活性であることを示してきた。本研究では、水酸化チタン(含水酸化チタン)を経由しない新しい合成法であるHyCOM(Hydrothermal Crystallization in Organic Media:有機溶媒中での加水分解同時水熱結晶化法)、TD(Thermal Decomposition:水を使わない熱分解・結晶化法)、およびTHyCA(Transfer Hydrolytic Crystallization in Alcohols:移動型加水分解・結晶化法)の3手法を用いて酸化チタンを合成した。得られた酸化チタン粉末について、結晶および表面構造を解析するとともに、種々のにおける光触媒活性の測定、およびフェムト秒ポンプープローブ拡散反射分光法による再結合速度の評価を行い、前述の作業仮説の有効性を実証した。さらに、酸化チタン以外にも、酸化タンタル、酸化タングステン、および酸化ニオブを上記の新規手法により合成し、これらが高活性を示すことを確認した。
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